[發明專利]一種非均布燃燒催化劑及其應用

無效

• 申請號: 200710201541.0
• 申請日: 2007-08-30
• 公開（公告）號: CN101116821A
• 公開（公告）日: 2008-02-06
• 發明（設計）人: 肖鋼;侯曉峰;周帥林;張新鋒;崔冰冰
• 申請（專利權）人: 漢能科技有限公司
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;B01J23/46;B01J23/755
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技術領域

本發明屬于催化劑領域，特別涉及催化燃燒催化劑產品及其生產方法。

背景技術

目前工業上使用的催化劑大多數屬于負載型催化劑，其活性組分主要采用貴金屬，例如鈀或鉑等，其活性組分幾乎是均勻分布于催化劑中。近年來，試驗證明許多非均勻分布催化劑與均勻催化劑相比，具有更好的活性、選擇性和更長的壽命。

中國專利01133374.X采用貴金屬活性組分Pt以浸漬法通過有機酸的競爭吸附分布于蜂窩陶瓷載體涂層外表面的方法，蜂窩陶瓷載體的涂層組成按重量百分比為：活性Al₂O₃?20％～80％，TiO₂?10％～40％，CeO₂5％～30％，ZrO₂5％～20％，貴金屬擔載量為每升催化劑含0.5～4.0gPt。該發明催化劑可以用于各種類型含有可燃組分廢氣的凈化處理。

中國專利200310119324.9公開了一種甲烷催化燃燒的固溶體催化劑及其制備方法。該催化劑是采用尿素燃燒法制備的氧化鈰、氧化鈷固溶體催化劑。催化劑活性組分為氧化鈰、氧化鈷。該發明的催化劑用于甲烷催化燃燒反應，在空氣與甲烷體積比為49的條件下，可在395～570℃將甲烷完全催化燃燒。該催化劑具有成本低廉，制備方法簡單，易于操作的優點，但缺點是甲烷的起燃及完全燃燒溫度較高。

中國專利86103200公開了一種非貴金屬蜂窩狀燃燒催化劑，它以硅酸鹽材料為第一載體，以金屬氧化物涂層為第二載體，以金屬氧化物和稀土金屬氧化物的混合物為催化活性組分。該發明先把一種載體浸漬在涂敷液中，然后進行干燥和焙燒，所說的浸漬、干燥和焙燒需要進行兩次，第一次浸漬、干燥和焙燒后形成第二載體，第二次浸漬、干燥和焙燒后附著催化活性組分。

中國專利CN1736604A公開了一種蛋殼型金屬催化劑及其制備方法和應用。該催化劑是以空心二氧化硅為載體的蛋殼型負載金屬催化劑，所述的空心二氧化硅載體是具有一定壁厚和一定孔徑的介孔材料。以催化劑重量百分比為基準，其組成是0.1％～5.0％的貴金屬和/或5.0％～40.0％的過渡金屬，0～0.5％的非貴金屬助催化劑，60.0％～99.0％的空心二氧化硅載體。采用浸漬法或原位負載法制備成蛋殼型金屬催化劑。該催化劑具有良好的金屬分散性，且金屬顆粒的粒徑較小，分散在空心二氧化硅載體的外表面、內表面和孔道中，有效降低催化劑成本，具有良好的工業應用前景。該類蛋殼型金屬催化劑可以用來催化CO、CO₂加氫制備低碳烴和醇，還可以用于烯烴、炔烴等選擇性加氫以及飽和加氫等反應。

對于以γ-Al₂O₃為載體，擔載貴金屬并且催化劑中活性組分非均勻分布的、用于甲醇及天然氣燃燒用的催化劑還未見報道。

發明內容：

本發明解決的技術問題是提供活性組分非均勻分布的催化劑產品及其制備方法。

本發明的另一目的是將所制備的活性組分非均勻分布的催化劑應用于甲醇、甲烷、天然氣等的催化燃燒反應中。

一種活性組分非均勻分布的用于催化燃燒的催化劑，催化劑活性組分由氧化鈀、氧化銠、氧化鉑、氧化鈷、氧化鎳、氧化鉻其中一種或幾種組成，且活性組分在催化劑中呈蛋殼型非均勻分布，其含量占催化劑重量的0.01％～5％，氧化鋁載體的重量為95％～99.99％；

本發明所提供的催化劑，催化劑的制備方法為：將一種金屬活性組分或幾種金屬活性組分以金屬鹽溶液形式通過沉淀劑法、預浸漬競爭吸附法、共浸漬競爭吸附法或膠體法將活性組分擔載于γ-Al₂O₃載體上，通過干燥、焙燒制得催化劑產品。

本發明催化劑是以γ-Al₂O₃為載體，金屬氧化物為活性組分，活性組分在催化劑中呈蛋殼型分布。γ-Al₂O₃直徑在1-4mm之間。

本發明所提供的催化劑，由占催化劑重量0.01％～5％的金屬氧化物組分和占催化劑重量為95％～99.99％的氧化鋁載體組成。

(一)沉淀劑法

(1)配制鈀、銠、鉑、鈷、鎳、鉻一種或幾種的金屬鹽溶液和堿性溶液；

(2)將一定量的氧化鋁小球于烘干后浸漬于上述堿性溶液中，浸漬時間為1-3h；

(3)將浸漬后的氧化鋁小球放入烘箱烘干；

(4)將烘干后的氧化鋁小球浸漬于上述一種或幾種金屬鹽溶液中，浸漬時間為10-60min；